E6 Escoamento superficial e geração de fluxo

Tópico

O escoamento superficial é o fluxo de água que se move pela superfície do solo até atingir os cursos d'água da bacia hidrográfica. Ele é gerado por dois mecanismos principais: o escoamento hortoniano, já mencionado na seção sobre infiltração, ocorre quando a taxa de precipitação excede a capacidade de infiltração do solo; o escoamento por saturação, por outro lado, ocorre quando o solo já está totalmente saturado e o lençol freático atinge a superfície, gerando escoamento mesmo com baixas taxas de precipitação. A combinação do clima, da textura do solo e do teor de umidade prévio do solo determina qual desses dois mecanismos predomina em cada evento de precipitação.

O hidrograma unitário é a função de transferência específica de cada bacia hidrográfica: ele descreve como a vazão dessa bacia responde a um milímetro de escoamento efetivo distribuído uniformemente ao longo de um período unitário de precipitação, e é precisamente essa função que transforma a precipitação efetiva que cai na bacia hidrográfica na vazão que é medida na saída dessa mesma bacia. A convolução desse hidrograma unitário com a precipitação real de um evento produz o hidrograma de cheia, que foi descrito em outro documento desta série. O tempo de concentração, definido como o tempo que a precipitação no ponto mais distante da bacia leva para atingir a saída, é precisamente o que determina a duração deste hidrograma unitário.

Separar os diferentes componentes de um hidrograma permite-nos distinguir entre o fluxo direto, o escoamento superficial mais rápido, que ocorre em questão de horas, e o fluxo de base, a descarga das águas subterrâneas, que foi descrita na seção sobre aquíferos e ocorre muito mais lentamente, ao longo de dias ou mesmo meses. Analisar as curvas de recessão deste fluxo de base também nos permite quantificar tanto a capacidade de armazenamento do aquífero que o alimenta quanto a sua taxa de descarga — as mesmas propriedades que foram anteriormente relacionadas à transmissividade e ao coeficiente de armazenamento do aquífero.

O comportamento esperado de toda esta geração de fluxo inclui hidrogramas de cheias cujo tempo até ao pico é inversamente proporcional à dimensão da bacia e diretamente proporcional à intensidade da precipitação que os gerou. Assim, desde os dois mecanismos de geração com os quais este documento se inicia até a proporcionalidade do tempo de pico com a qual se conclui, incluindo o hidrograma unitário, o tempo de concentração e a separação entre o fluxo direto e o fluxo de base, o escoamento superficial e a geração de fluxo garantem que cada gota de chuva que cai em uma bacia hidrográfica eventualmente se torne o fluxo medido na saída dessa mesma bacia.

ID:514